德州儀器(TI)宣佈推出高效能的電池管理解決方案,可支援鋰離子和鋰聚合物電池組的電池容量監控與安全保護功能,並將零件數目、產品成本及電路板面積減到最少,是TI第一套同時提供這些優點的晶片組。這套解決方案的主要目標是整合電池組管理功能,它具備所有必要特色,可精確監控鋰離子電池的剩餘電力,提供整個電池組的安全保護與電壓平衡(voltage balancing)。這套晶片組的功能整合度很高,只須少數的外部零件,最適合使用三顆或四顆鋰離子電池和鋰聚合物電池的產品,例如筆記型電腦、掌上型終端裝置、醫療與測試設備或是其它產品。
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電池管理解決方案 |
TI表示,這套電池管理晶片組內含兩顆元件,一顆是提供電池容量量測功能的bq2081,符合智慧型電池管理系統SBS(Smart Battery System)1.1版的規格,另一顆是提供鋰離子電池保護功能的bq29311;這套晶片組可支援符合SBS規格的鋰離子電池組,讓電池容量量測與電池保護電路的設計更簡單,所須的零件數目也比舊產品或其它解決方案減少四成,因此整個電路只須不到一平方英吋的印刷電路板面積。
TI計劃以Cool-GG低功率平台為基礎,推出一系列電池容量監控晶片,bq2081就是其中的第一顆元件。為了對電池管理應用提供最佳支援,此平台包合一顆8位元RISC處理器核心、由快閃EPROM構成的組態記憶體、兩個通訊埠、安全控制輸出以及兩顆高效能的類比數位轉換器;相較於其它平台所採用的零件,bq2081可以提供更高的工作效能,進而增加電池參數量測值的精準性與解析度。
量測電池剩餘電池容量時,bq2081會使用一顆不斷自行校準的整合式類比數位轉換器,其解析度高於3nVh,校準後的量測位移誤差則為1(V(典型值)。利用此元件的高解析度與低位移誤差特性,廠商只須一顆很小的電流感測電阻(10m(),就能針對可攜式產品的工作電流範圍,提供非常精準的放電與充電整合功能;對於溫度、瞬間電流和電池電壓,bq2081會使用另一顆15位元Δ-Σ轉換器。全新的類比週邊功能,再加上TI獨有的電池模型演算法與RISC處理器核心,bq2081在計算電池的供電時間以及剩餘電池容量時,才能達到1%以上的精準度。
bq29311也可做為鋰離子電池的保護元件和bq2081的類比前端;bq29311最高可承受25V輸入電壓,故能直接使用電池組電源,而後把3.3V穩壓輸出提供給bq2081,供應電流給發光二極體以顯示電池容量,並提供溫度感測電路所須的偏壓電流。
bq2081與bq29311之間的通信是透過一個雙線序列匯流排,bq2081利用bq29311傳送過來的電壓信號,用以計算電池的電壓,來決定是否啟動保護功能,以及如何滿足電池的電壓平衡要求。bq29311也會控制充電與放電FET開關晶體,並在自動安全保護功能或是bq2081的控制下,改變FET開關的導通狀態。